Eletromagnetismo I - Atividade 01

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Atividade 01
Leia o excerto a seguir: “Campos elétricos e magnéticos estáticos estão desacoplados um do outro. Desta forma, cada campo existe por si só (ou seja, a fonte de campo elétrico independe do campo magnético e vice-versa) e pode ser tratado separadamente. Por outro lado, campos variáveis no tempo estão acoplados.” (GUSSOW, 2009, p. 9)
GUSSOW, M. Eletricidade básica. Porto Alegre: Bookman, 2009. (Coleção Schaum)
Com base no excerto apresentado, desenvolva um breve resumo (com uma ou até duas páginas) do processo de criação da teoria eletromagnética.
Resposta:
O nascimento do eletromagnetismo se deu no século XIX, com a clássica experiência do físico dinamarquês Hans Christian Oersted (1771-1851). Em 1820, ele verificou que, ao colocar um bussola sob um fio onde passava uma corrente elétrica, verificava-se um desvio na agulha dessa bussola. A partir dessa experiência Oerted estabeleceu uma relação entre as propriedades elétricas e magnéticas, dando origem ao eletromagnetismo.
O físico e matemático André-Marie Ampère (1775-1836) construiu o primeiro eletroímã. Esse dispositivo foi fundamental para a invenção de aperfeiçoamento de vários aparelhos, como o telefone, o microfone, o alto-falante, o telégrafo etc.
Michael Faraday (1791-1867), cientista autodidata inglês, deu sua grande contribuição ao eletromagnetismo com a descoberta da indução eletromagnética, fundamental para o surgimento dos motores mecânicos de eletricidade e os transformadores.
Outros físicos também devem ser lembrados, por contribuições feitas ao eletromagnetismo, como o físico norte-americano Joseph Henry (1797-1878), que deu continuidade aos trabalhos de Faraday sobre a indução eletromagnética, Heinrich Lenz (1804-1865), físico russo que também se dedicou a estudar esse fenômeno, Nicolas Tesla que estudou o campo magnético. 
Podemos citar em especial James Clerk Maxwell (1831-1879), notável físico escocês, cuja participação teve importância teórica fundamental. Maxwell em sua obra Tratado Sobre Eletricidade e Magnetismo (publicada em 1873), generalizou os princípios da eletricidade descobertos por Coulomb, Ampère, Faraday e outros. Com as descobertas da área, o físico James Clerk Maxwell unificou os campos elétrico e magnético, em 1861, através de equações que descreviam os fenômenos como um só: o fenômeno eletromagnético. Essa unificação foi uma das grandes descobertas da área da física do século XIX. As chamadas equações de Maxwell não foram desenvolvidas por ele, mas recebem esse nome, pois foi James Clerk Maxwell quem descobriu a relação entre elas. Através da unificação foi possível demonstrar que os campos elétricos e magnéticos faziam parte de um só campo eletromagnético. As equações também descreveram a natureza ondulatória da luz como uma onda eletromagnética.
As equações de Maxwell:
1) Lei de Gauss para a eletricidade: Essa é a primeira das quatro equações de Maxwell, proposta originalmente pelo matemático alemão Carl Friedrich Gauss (1777-1855), é o equivalente à lei de Coulomb em situações estáticas. Ela relaciona os campos elétricos e suas fontes, as cargas elétricas, e pode ser aplicada mesmo para campos elétricos variáveis com o tempo.
2) Lei de Gauss para o magnetismo: Esta lei é equivalente a primeira, mas aplicável aos campos magnéticos e evidenciando ainda a não existência de monopolos magnéticos (não existe polo Sul ou polo norte isolado). De acordo com essa lei, as linhas de campo magnético são contínuas, ao contrário das linhas de força de um campo elétrico que se originam em cargas elétricas positivas e terminam em cargas elétricas negativas.
3) Lei de Ampère: A lei de Ampère descreve a relação entre um campo magnético e a corrente elétrica que o origina. Ela estabelece que um campo magnético é sempre produzido por uma corrente elétrica ou por um campo elétrico variável. Essa segunda maneira de se obter um campo magnético foi prevista pelo próprio Maxwell, com base na simetria de natureza: se um campo magnético variável induz uma corrente elétrica, e consequentemente um campo elétrico, então um campo elétrico variável deve induzir um campo magnético.
4) Lei de Faraday: A quarta das equações de Maxwell descreve as características do campo elétrico originando um fluxo magnético variável. Os campos magnéticos originados são variáveis no tempo, gerando assim campos elétricos do tipo rotacionais.
Finalmente podemos citar, Albert Einstein revoluciona de uma vez por todas os conhecimentos da ciência, lançando a Teoria da Relatividade e o Efeito Fotoelétrico, abrindo caminho para o maior desenvolvimento científico da história.
Em resumo podemos definir o Eletromagnetismo como:
Se baseia nos princípios de cargas elétricas e variação de fluxo magnético. As cargas elétricas em movimento geram campo magnético e a variação do fluxo magnético produz campo elétrico.
O campo magnético surge a partir do movimento de carga elétrica, pois ele é resultado da corrente elétrica. Além disso, ele pode resultar de uma força eletromagnética quando ela se associar a ímãs. 
A variação do fluxo magnético resulta de um campo elétrico através da indução eletromagnética. De forma similar, a variação do campo elétrico causa um campo magnético. Uma vez que há uma relação de dependência mútua entre os campos, fala-se em campo eletromagnético.
A força Eletromagnética trata-se da força exercida sobre as cargas elétricas por um campo magnético. É uma forma de interação que abrange os prótons e os elétrons. 
Por serem regidas por átomos compostos por prótons e elétrons, a força eletromagnética pode ser aplicada a quase todos os fenômenos físicos.
A força eletromagnética atinge todas as outras partículas conhecidas, com exceção do gráviton e do neutrino, por isso ela não pode ser aplicada ao fenômeno da gravidade. Mas no que diz respeito aos fenômenos químicos e biológicos, eles podem ser considerados como consequência do eletromagnetismo.
As partículas minúsculas que compõem a luz, chamadas fótons, são as partículas mediadoras da força eletromagnética. Desse modo, qualquer corpo com carga elétrica emite e absorve as partículas responsáveis pela transmissão da força eletromagnética. 
As ondas eletromagnéticas apresentado por Maxwell em 1864 e confirmado pelos experimentos de Heinrich Hertz, o conceito de ondas eletromagnéticas é usado para demonstrar a natureza eletromagnética da luz.
As ondas eletromagnéticas não necessitam de um meio para atravessar. Produzidas por um campo elétrico e um campo magnético que se move pelo espaço, elas as compõem a radiação eletromagnética e viajam à velocidade da luz. 
Quando uma carga elétrica se movimenta no espaço é associada a um campo elétrico e outro eletromagnético. Isso faz com que uma onda eletromagnética surja da partícula. Se não houver perturbação, essa onda se move a uma velocidade de 299.793km/s, em forma de radiação luminosa.
Essa onda eletromagnética conduz uma energia correspondente à intensidade dos campos elétrico e magnético da partícula emissora, fixando, desse modo, diferentes frequências do espectro eletromagnético.